JP2003183327A - Norbornene copolymer for photoresist, method for producing the same, and photoresist composition containing the same - Google Patents

Norbornene copolymer for photoresist, method for producing the same, and photoresist composition containing the same

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恩 實 韓
Bong Seok Moon
奉 錫 文
Jung Han Shin
重 漢 愼
Ouck Han
旭 韓
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a norbornene copolymer for photoresists, to provide a method for producing the same, and to provide a photoresist composition containing the same. <P>SOLUTION: The norbornene copolymer for photoresists is synthesized by using 5-norbornen-2-alkane-1,3-dione and a norbornene derivative as the essential comonomers, and selectively adding thereto a ketal compound being a derivative of the 5-norbornen-2-alkane-1,3-dione compound. A photoresist composition containing the copolymer is also provided. According to this, it not only has a high transparency to 193 nm and etching resistance but also is controllable in its pKa, so that the resolution can be heightened owing to the marked difference between the dissolution rates at exposed and unexposed areas. Because it has a highly hydrophilic diketone functional group, it can exhibit excellent adhesion to substrates and can be very usefully used as an ArF photoresist material. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトレジスト用
ノルボルネン系共重合体およびその製造方法、並びにこ
れを含むフォトレジスト組成物に関し、さらに詳細に
は、pKa約10のフェノール基とpKa約5のカルボ
キシル基の間の値を有する5−ノルボルネン−2−アル
カン−1,3−ジオン化合物およびノルボルネン誘導体
を必須共単量体として使用し、選択的に前記5−ノルボ
ルネン−2−アルカン−1,3−ジオン化合物の誘導体
であるケタール化合物を添加して合成された新規ノルボ
ルネン系共重合体およびこれを含むフォトレジスト組成
物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a norbornene-based copolymer for photoresist, a method for producing the same, and a photoresist composition containing the same. More specifically, the present invention relates to a phenol group having a pKa of about 10 and a pKa of about 5. A 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound having a value between the carboxyl groups and a norbornene derivative are used as an essential comonomer, and the 5-norbornene-2-alkane-1,3 is selectively used. The present invention relates to a novel norbornene-based copolymer synthesized by adding a ketal compound, which is a derivative of a dione compound, and a photoresist composition containing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、微細パターン製造用フォトレジ
ストは、193nm波長で低い光吸収度、優れたエッチ
ング耐性、耐熱性および接着性を持たなくてはならな
く、現在半導体装置の製造ラインで実際に適用される
2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
(TMAH)水溶液に現像可能なものが工程コストの節
減などの面で有利である。しかし、これらの特性を完全
に満足させるフォトレジストを合成するのは極めて難し
い。
2. Description of the Related Art Generally, a photoresist for producing a fine pattern must have a low light absorption at a wavelength of 193 nm, an excellent etching resistance, a heat resistance and an adhesive property. The one that can be developed in the applied 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution is advantageous in terms of reduction of process cost. However, it is extremely difficult to synthesize a photoresist that completely satisfies these characteristics.

【0003】したがって、今までの多くの研究は193
nm波長で高い透過度を有し、エッチング耐性に優れた
樹脂を合成することに集中されてきた。例えば、ArF
用フォトレジスト材料の基礎単量体として主に使用され
てきたアクリル酸誘導体およびメタクリル酸誘導体は、
解像力には優れているが、エッチング耐性がよくないた
め感光膜がマスクとしての機能をできない致命的な欠点
があった。このような欠点を解決するために、アクリル
系共重合体の側鎖および主鎖に脂環族オレフィン単位
(alicyclic olefin unit)を導
入する研究を行い、脂環族オレフィン単位を主鎖に導入
することによってArF用樹脂のエッチング耐性を増加
させることには成功した。しかし、これは、カルボキシ
ル基が可溶性基として使用されるからpKa約5の高い
酸性を表し、pKa約10のフェノール基が可溶性基と
して使用されるKrF用フォトレジストに比べてアルカ
リ現像液に対する溶解速度が速くなるため、微細パター
ン形成の際、パターンの上部が丸く形成されるトップロ
スが大きく生じる問題点があった。しかも、カルボキシ
ル基はTMAHとの接着力が強くてスウェリングの原因
となるため、パターンが堅く形成されず、現在使用して
いる現像液を希釈しないまま使用すると、非露光部位ま
で溶解される問題につながるため、優れたパターンが得
られない。そこで、かかる問題を解決するべくArF用
フォトレジストにpKaが11以上であってTMAH溶
液で感度が劣り溶解速度が抑制されるケトエステルのケ
タール基を導入する研究を行ったが、これは、置換され
たケトエステル基のpKaが高すぎてTMAH溶液にお
ける現像に際してよく現像されず、置換されたケトエス
テル基のモル分率が増加するほど樹脂自体の親水性が劣
って接着力が弱化されるため、微細パターン形成時、パ
ターンが倒れたり、離れたりする問題点があった。
Therefore, most of the studies to date have been 193
It has been focused on synthesizing a resin having a high transmittance at a wavelength of nm and an excellent etching resistance. For example, ArF
Acrylic acid derivatives and methacrylic acid derivatives, which have been mainly used as basic monomers of photoresist materials for
Although it has excellent resolution, it has a fatal drawback that the photosensitive film cannot function as a mask because of poor etching resistance. In order to solve such a drawback, a study of introducing an alicyclic olefin unit into the side chain and main chain of an acrylic copolymer is conducted, and the alicyclic olefin unit is introduced into the main chain. As a result, the etching resistance of the ArF resin was successfully increased. However, this shows a high acidity of about 5 pKa since the carboxyl group is used as a soluble group, and the dissolution rate in an alkaline developer is higher than that of a KrF photoresist in which a phenol group of about 10 pKa is used as a soluble group. Therefore, when forming a fine pattern, there is a problem that a top loss is formed in which the upper part of the pattern is rounded, which is large. Moreover, since the carboxyl group has a strong adhesive force with TMAH and causes swelling, the pattern is not firmly formed, and if the developer currently used is used without being diluted, the unexposed portion is dissolved. Therefore, an excellent pattern cannot be obtained. Therefore, in order to solve such a problem, a study was conducted to introduce a ketal group of a ketoester into a photoresist for ArF, which has a pKa of 11 or more and is inferior in sensitivity in a TMAH solution and is suppressed in dissolution rate. In addition, the pKa of the ketoester group is too high to be well developed during development in a TMAH solution, and as the mole fraction of the substituted ketoester group increases, the hydrophilicity of the resin itself becomes poorer and the adhesive force is weakened. There was a problem that the pattern collapsed or separated during formation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、前記の従来技術の問題点を解決するべく、pKa約
10のフェノール基とpKa約5のカルボキシル基の間
の値を有するフォトレジスト用共重合体を開発すること
によって、安定でありながらも解像力および基板に対す
る接着力に優れたパターンプロファイルを形成し得るフ
ォトレジスト組成物の提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a photoresist for photoresist having a value of between about 10 phenol groups of pKa and about 5 carboxyl groups of pKa. By developing a polymer, it is intended to provide a photoresist composition capable of forming a pattern profile which is stable and has excellent resolution and adhesion to a substrate.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、下記一
般式(1b)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,
3−ジオン誘導体を提供する。
The first aspect of the present invention is to provide 5-norbornene-2-alkane-1, of the following general formula (1b),
Provided are 3-dione derivatives.

【0006】[0006]

【化10】 [Chemical 10]

【0007】〔式中、R1は、炭素数1〜12の線状、
分枝状または環状アルキル基であり;R2は水素原子、
または炭素数1〜6の線状、分枝状もしくは環状アルキ
ル基であり;R3、R4およびR5は各々独立して水素原
子、または炭素数1〜6の線状もしくは分枝状アルキル
基であり、R1とR5は互いに連結して環状ジケトンをな
すことができ;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜
6のアルキル基であって、互いに連結して環を形成で
き;pは0〜6の整数である。〕 本発明の第二は、有機溶媒中で酸触媒の存在下、下記一
般式(1a)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,
3−ジオン化合物を環状ケタールまたは環状アセタール
化合物とトランスケタール化させる段階を含む前記一般
式(1b)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3
−ジオン誘導体の製造方法を提供する。
[Wherein R 1 is a linear group having 1 to 12 carbon atoms,
A branched or cyclic alkyl group; R 2 is a hydrogen atom,
Or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 1 and R 5 can be linked to each other to form a cyclic diketone; R 6 and R 7 are each independently a carbon number of 1 to 1;
6 alkyl groups which may be linked together to form a ring; p is an integer from 0-6. The second aspect of the present invention is a 5-norbornene-2-alkane-1, represented by the following general formula (1a), in the presence of an acid catalyst in an organic solvent.
5-Norbornene-2-alkane-1,3 of the general formula (1b), which comprises a step of transketalizing a 3-dione compound with a cyclic ketal or a cyclic acetal compound.
-Providing a method for producing a dione derivative.

【0008】[0008]

【化11】 [Chemical 11]

【0009】〔式中、R1〜R5およびpは前記の定義と
同一の意味を表す。〕 本発明の第三は、下記一般式(3)のフォトレジスト用
ノルボルネン系共重合体を提供する。
[In the formula, R 1 to R 5 and p have the same meanings as defined above. The third aspect of the present invention provides a norbornene-based copolymer for photoresist represented by the following general formula (3).

【0010】[0010]

【化12】 [Chemical 12]

【0011】〔式中、R1は炭素数1〜12の線状、分
枝状または環状アルキル基であり;R2は水素原子、ま
たは炭素数1〜6の線状、分枝状または環状アルキル基
であり;R3、R4およびR5は各々独立して水素原子、
または炭素数1〜6の線状または分枝状アルキル基であ
って、R1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすこ
とができ;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜6の
アルキル基であって、互いに連結して環を形成すること
ができ;pは0〜6の整数であり;R8およびR9は、各
々独立して水素原子、または炭素数1〜10の線状また
は分枝状アルキル基、または−(CH2qC(O)OR
10、−(CH2q−OR10、−(CH 2q−C(O)R
10、−(CH2q−OC(O)R10、−(CH2q−O
C(O)OR10または−(CH2q−C(O)OCH2
OR10(ここで、R10は水素原子または炭素数1〜10
の線状、分枝状または環状アルキル基であり、qは0〜
6の整数である。)であって、前記R8とR9は互いに連
結されて環を形成することができ;a、bおよびcは、
各々0.01≦a/a+b+c≦0.30、0≦b/a
+b+c≦0.50および0.20≦c/a+b+c≦
0.99を満足させる値であり;l、mおよびnは各々
独立して0または1である。〕 本発明の第四は、下記の段階を含む前記一般式(3)の
フォトレジスト用ノルボルネン系共重合体の製造方法を
提供する。 (a)重合触媒としてパラジウム(II)触媒を水もし
くは有機溶媒、または水および有機溶媒との混合溶媒に
溶解させる段階; (b)前記触媒溶液に、前記一般式(1a)の5−ノル
ボルネン‐2−アルカン−1,3−ジオン化合物および
下記一般式(2)のノルボルネン誘導体に加えて、選択
的に前記一般式(1b)の5−ノルボルネン−2−アル
カン−1,3−ジオン誘導体を共単量体として添加し、
不活性気体雰囲気または減圧下で反応させる段階:
[Wherein R1Is a C1-C12 linear, minute
A branched or cyclic alkyl group; R2Is a hydrogen atom,
Or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
And R3, RFourAnd RFiveAre each independently a hydrogen atom,
Or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
R1And RFiveAre linked together to form a cyclic diketone.
Can be done; R6And R7Each independently has 1 to 6 carbon atoms
Alkyl groups that combine with each other to form a ring
Is possible; p is an integer of 0 to 6; R8And R9Is each
Each independently a hydrogen atom, or a linear or
Is a branched alkyl group, or-(CH2)qC (O) OR
Ten,-(CH2)q-ORTen,-(CH 2)q-C (O) R
Ten,-(CH2)q-OC (O) RTen,-(CH2)q-O
C (O) ORTenOr- (CH2)q-C (O) OCH2
ORTen(Where RTenIs a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms
Is a linear, branched or cyclic alkyl group, and q is 0 to
It is an integer of 6. ) And said R8And R9Are connected to each other
Can be joined to form a ring; a, b and c are
0.01 ≦ a / a + b + c ≦ 0.30, 0 ≦ b / a respectively
+ B + c ≦ 0.50 and 0.20 ≦ c / a + b + c ≦
A value satisfying 0.99; l, m and n are each
Independently 0 or 1. ] A fourth aspect of the present invention is the compound of the general formula (3) including the following steps.
A method for producing a norbornene-based copolymer for photoresist
provide. (A) If the palladium (II) catalyst is used as a polymerization catalyst in water
Or an organic solvent or a mixed solvent of water and an organic solvent
Dissolving step; (B) The catalyst solution is added to the 5-nor of the general formula (1a).
Bornene-2-alkane-1,3-dione compounds and
In addition to the norbornene derivative of the following general formula (2), selection
5-norbornene-2-al of the general formula (1b)
Adding the can-1,3-dione derivative as a comonomer,
Steps of reacting under an inert gas atmosphere or under reduced pressure:

【0012】[0012]

【化13】 [Chemical 13]

【0013】〔式中、R8およびR9は各々独立して水素
原子、または炭素数1〜10の線状もしくは分枝状アル
キル基、または−(CH2qC(O)OR10、−(CH
2q−OR10、−(CH2q−C(O)R10、−(CH
2q−OC(O)R10、−(CH2q−OC(O)OR
10または−(CH2q−C(O)OCH2OR10(ここ
で、R10は水素原子または炭素数1〜10の線状、分枝
状もしくは環状アルキル基であり、qは0〜6の整数で
ある)であって、前記R8とR9は互いに連結して環を形
成することができる。〕 本発明の第五は、(a)前記一般式(3)の共重合体;
(b)光酸発生剤;および(c)前記(a)および
(b)成分を溶解せしめ得る有機溶媒;を含むフォトレ
ジスト組成物を提供する。
[Wherein, R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or — (CH 2 ) q C (O) OR 10 , -(CH
2 ) q- OR 10 ,-(CH 2 ) q -C (O) R 10 ,-(CH
2) q -OC (O) R 10, - (CH 2) q -OC (O) OR
10 or - (CH 2) q -C ( O) OCH 2 OR 10 ( wherein, R 10 is a hydrogen atom or a C 1-10 linear, a branched or cyclic alkyl group, q is 0 R 8 and R 9 may be connected to each other to form a ring. The fifth aspect of the present invention is (a) the copolymer represented by the general formula (3);
There is provided a photoresist composition containing (b) a photo-acid generator; and (c) an organic solvent capable of dissolving the components (a) and (b).

【0014】本発明の第六は、下記の段階を含むフォト
レジストパターンの形成方法を提供する: (a)前記フォトレジスト組成物を被食刻層の上部に塗
布してフォトレジストフィルムを形成する段階; (b)前記フォトレジストフィルムを高温基板上でプリ
ベーキングする段階; (c)前記プリベーキングされたフォトレジストフィル
ム上にマスクを載せておいた後、250nm以下の波長
を有する光源に露光させる段階; (d)前記露光されたフォトレジストフィルムを高温基
板上でベーキングする段階;および (e)前記ベーキングされたフォトレジストフィルムを
現像して所望するフォトレジストパターンを得る段階。
The sixth aspect of the present invention provides a method for forming a photoresist pattern, which comprises the steps of: (a) applying the photoresist composition to the top of an etching layer to form a photoresist film. (B) prebaking the photoresist film on a high-temperature substrate; (c) placing a mask on the prebaked photoresist film and exposing it to a light source having a wavelength of 250 nm or less. (D) baking the exposed photoresist film on a high temperature substrate; and (e) developing the baked photoresist film to obtain a desired photoresist pattern.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の5−ノルボルネン
−2−アルカン−1,3−ジオン誘導体について詳細に
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative of the present invention will be described in detail below.

【0016】本発明の5−ノルボルネン−2−アルカン
−1,3−ジオン誘導体は、下記一般式(1b)の構造
を有する一種のケタール化合物である:
The 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative of the present invention is a kind of ketal compound having the structure of the following general formula (1b):

【0017】[0017]

【化14】 [Chemical 14]

【0018】〔式中、R1は、炭素数1〜12の線状、
分枝状または環状アルキル基であり;R2は水素原子、
または炭素数1〜6の線状、分枝状もしくは環状アルキ
ル基であり;R3、R4およびR5は各々独立して水素原
子、または炭素数1〜6の線状もしくは分枝状アルキル
基であり、R1とR5は互いに連結して環状ジケトンをな
すことができ;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜
6のアルキル基であって、互いに連結して環を形成で
き;pは0〜6の整数である。〕 該5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−ジオン誘
導体は、下記の二つの方法で合成されることができる。
その一つは、有機溶媒中で酸触媒の存在下で下記一般式
(1a)の構造を有する5−ノルボルネン−2−アルカ
ン−1,3−ジオン化合物を環状ケタールまたは環状ア
セタール化合物とトランスケタール化させる方法であ
る。
[Wherein R 1 is a linear group having 1 to 12 carbon atoms,
A branched or cyclic alkyl group; R 2 is a hydrogen atom,
Or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R 1 and R 5 can be linked to each other to form a cyclic diketone; R 6 and R 7 are each independently a carbon number of 1 to 1;
6 alkyl groups which may be linked together to form a ring; p is an integer from 0-6. The 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative can be synthesized by the following two methods.
One of them is to transketalize a 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound having the structure of the following general formula (1a) in an organic solvent in the presence of an acid catalyst with a cyclic ketal or a cyclic acetal compound. It is a method to let.

【0019】[0019]

【化15】 [Chemical 15]

【0020】〔式中、R1は炭素数1〜12の線状、分
枝状または環状アルキル基であり;R2は水素原子、ま
たは炭素数1〜6の線状、分枝状または環状アルキル基
であり;R3、R4およびR5は各々独立して水素原子、
または炭素数1〜6の線状または分枝状アルキル基であ
って、R1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすこ
とができ;pは0〜6の整数である。〕 該トランスケタール化に使用可能な酸触媒は、カンファ
スルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ピリジニウムp
−トルエンスルホネート、オキサル酸もしくはピリジニ
ウムクロリドのような有機酸;および塩酸、硫酸もしく
は硝酸のような無機酸を含む。これら該酸触媒の添加量
は、特に限定されることなく適宜決定されるが、好まし
くは前記5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−ジ
オン化合物に対して0.1〜10モル%の範囲で選択さ
れる。
[Wherein R 1 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; R 2 is a hydrogen atom, or a linear, branched or cyclic group having 1 to 6 carbon atoms] An alkyl group; R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom,
Alternatively, it is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 and R 5 can be linked to each other to form a cyclic diketone; p is an integer of 0 to 6. The acid catalyst that can be used for the transketalization is camphorsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, pyridinium p
-Including organic acids such as toluene sulphonate, oxalic acid or pyridinium chloride; and inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid. The addition amount of these acid catalysts is appropriately determined without limitation, but is preferably in the range of 0.1 to 10 mol% with respect to the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound. Selected in.

【0021】また、該トランスケタール化に使用可能な
有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘ
キサン、n−ヘキサンおよびn−オクタンのような炭化
水素;塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエチ
レン、四塩化炭素およびクロロホルムのようなハロゲン
化炭化水素;メチルアセテート、エチルアセテート、n
−ブチルアセテートおよびメチルプロピオネートのよう
なエステル;メタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノー
ルおよびt−ブタノールのようなアルコール;ジメチル
エーテル、 ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテ
ル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフランおよびジオ
キサンのようなエーテル;N−メチルピロリドン、N,
N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホ
キシドなどを含み、これらの溶媒のうち1種を単独に使
用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
The organic solvent usable for the transketalization includes hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane, n-hexane and n-octane; methylene chloride, dichloroethane, trichloroethylene, carbon tetrachloride and chloroform. Halogenated hydrocarbons such as; methyl acetate, ethyl acetate, n
Esters such as butyl acetate and methyl propionate; alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol and t-butanol; dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran. And ethers such as dioxane; N-methylpyrrolidone, N,
Including N-diethylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, etc., one of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. May be.

【0022】なお、該環状ケタール化合物の例として
は、2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン、1,4
−ジオキサスピロ−[4.5]デカン、6,10−ジオ
キサスピロ−[4.5]デカン、2,2−ジメチル−
1,3−ジオキサン、2,2−ジエチル−1,3−ジオ
キサン、などが挙げられる。一方、該環状アセタール化
合物の例としては、1,3−ジオキソラン、1,3−ジ
オキサン、2−エチル−1,3−オキソラン、2−エチ
ル−1,3−ジオキサンなどが挙げられる。使用される
ケタールまたはアセタール化合物の量は、前記5−ノル
ボルネン−2−アルカン−1,3−ジオンの量に比べて
1〜5モル倍の範囲で選択される。
Examples of the cyclic ketal compound include 2,2-dimethyl-1,3-dioxolane and 1,4
-Dioxaspiro- [4.5] decane, 6,10-dioxaspiro- [4.5] decane, 2,2-dimethyl-
1,3-dioxane, 2,2-diethyl-1,3-dioxane and the like can be mentioned. On the other hand, examples of the cyclic acetal compound include 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 2-ethyl-1,3-oxolane and 2-ethyl-1,3-dioxane. The amount of the ketal or acetal compound used is selected in the range of 1 to 5 times the molar amount of the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione.

【0023】また、前記トランスケタール化反応の際、
反応温度は特に制限されないが、通常は0〜150℃、
好ましくは20〜100℃の範囲で選択される。また、
反応時間は、化合物の種類および濃度、並びにその他の
反応条件によって異なってくるが、通常、1〜10時間
の範囲で選択するのが好ましい。
In the transketalization reaction,
The reaction temperature is not particularly limited, but is usually 0 to 150 ° C,
It is preferably selected in the range of 20 to 100 ° C. Also,
The reaction time varies depending on the kind and concentration of the compound and other reaction conditions, but it is usually preferable to select it in the range of 1 to 10 hours.

【0024】本発明によるトランスケタール化方法は、
後述する一般のケタール化反応の際、副産物として生成
される水による副反応が回避でき、収率が高い利点があ
る。
The transketalization method according to the present invention comprises:
In the case of a general ketalization reaction which will be described later, a side reaction due to water produced as a by-product can be avoided, and there is an advantage that the yield is high.

【0025】前記5−ノルボルネン−2−アルカン−
1,3−ジオン誘導体を合成する第二の方法は、酸触媒
及び必要な場合、適切な有機溶媒の存在下で前記一般式
(1a)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−
ジオン化合物をアルキルアルコールまたはアルカンジオ
ールを使用してケタール化させることである。
The 5-norbornene-2-alkane-
The second method for synthesizing the 1,3-dione derivative is a 5-norbornene-2-alkane-1,3-of the above general formula (1a) in the presence of an acid catalyst and, if necessary, a suitable organic solvent.
The ketalization of dione compounds using alkyl alcohols or alkane diols.

【0026】前記ケタール化に使用可能な酸触媒は、カ
ンファスルホン酸、p−トルエンスルホン酸もしくはピ
リジニウムp−トルエンスルホネートのような有機酸;
および塩酸、硫酸もしくはリン酸のような無機酸を含
む。このような酸触媒の添加量は、特に限定されること
なく適宜決定されるが、前記5−ノルボルネン−2−ア
ルカン−1,3−ジオン化合物に対して、通常は0.1
〜20モル%、好ましくは1〜10モル%の範囲で選択
される。
The acid catalyst usable for the ketalization is an organic acid such as camphorsulfonic acid, p-toluenesulfonic acid or pyridinium p-toluenesulfonate;
And inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid. The addition amount of such an acid catalyst is appropriately determined without particular limitation, but is usually 0.1 with respect to the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound.
-20 mol%, preferably 1-10 mol% is selected.

【0027】また、前記ケタール化に使用可能な有機溶
媒は、トルエン、キシレン、ベンゼン、シクロヘキサ
ン、n−ヘキサンおよびn−オクタンのような炭化水
素;塩化メチレン、ジクロロエタン、トリクロロエチレ
ン、四塩化炭素およびクロロホルムのようなハロゲン化
炭化水素;メチルアセテート、エチルアセテート、n−
ブチルアセテートおよびメチルプロピオネートのような
エステル;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フランおよびジオキサンのようなエーテル;N−メチル
ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−
ジメチルアセトアミド、およびジメチルスルホキシドな
どを含み、これらの溶媒のうち1種を単独に使用しても
よく、2種以上を混合して使用してもよい。好ましく
は、ケタール化反応時、反応混合物中で水と共沸混合物
を形成して反応系から水を容易に除去できる溶媒を使用
するのが好ましい。
The organic solvents usable for the ketalization include hydrocarbons such as toluene, xylene, benzene, cyclohexane, n-hexane and n-octane; methylene chloride, dichloroethane, trichloroethylene, carbon tetrachloride and chloroform. Halogenated hydrocarbons such as methyl acetate, ethyl acetate, n-
Esters such as butyl acetate and methyl propionate; ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran and dioxane; N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-
It includes dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and the like, and one of these solvents may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used. Preferably, during the ketalization reaction, it is preferable to use a solvent that can easily remove water from the reaction system by forming an azeotropic mixture with water in the reaction mixture.

【0028】さらに、前記ケタール化に使用可能なアル
キルアルコールには、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノールなど
が含まれ、アルカンジオールには、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、2,2−ジメチルプロパン
ジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジ
オール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオー
ル、トリエチレングリコール、2−ブチル−2−エチル
−1,3−プロパンジオール、1,2−シクロヘキサン
ジオール、および1,3−シクロヘキサンジオールなど
が含まれる。使用されるアルコールまたはジオールの量
は、特に制限されることなく適宜調節されるが、前記5
−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−ジオンの量に
比べて、通常は1〜20モル倍、好ましくは1.5〜1
0モル倍の範囲で選択される。
Further, the alkyl alcohol which can be used for the ketalization includes methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol and the like, and the alkane diol includes ethylene glycol, propylene glycol and 2,2-dimethyl. Propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 2,2,4-trimethyl-1,6-hexanediol, tri Included are ethylene glycol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,2-cyclohexanediol, 1,3-cyclohexanediol, and the like. The amount of alcohol or diol used is appropriately adjusted without any particular limitation.
-The amount of norbornene-2-alkane-1,3-dione is usually 1 to 20 mol times, preferably 1.5 to 1
It is selected in the range of 0 mol times.

【0029】前記ケタール化反応に際して、反応温度は
特に限定されないが、通常は0〜150℃、好ましくは
20〜130℃の範囲で選択される。
In the ketalization reaction, the reaction temperature is not particularly limited, but is usually selected in the range of 0 to 150 ° C, preferably 20 to 130 ° C.

【0030】上述のようなトランスケタール化またはケ
タール化反応が完了した後、結果として得られるケター
ル化合物は、別の精製または分離過程を経ずに直接重合
反応に使用してもよく、公知の方法によって抽出、再結
晶化するか、またはその他の適切な方法によって分離お
よび精製された後重合に使用してもよい。
After completion of the transketalization or ketalization reaction as described above, the resulting ketal compound may be used directly in the polymerization reaction without further purification or separation steps and is known in the art. It may be used in the polymerization after extraction, recrystallization, or isolation and purification by any other suitable method.

【0031】一方、本発明のケタール化合物製造に使用
された前記一般式(1a)の5−ノルボルネン−2−ア
ルカン−1,3−ジオン化合物は、アルコキシナトリウ
ムおよび必要な場合、適切な溶媒の存在下で、アセチル
ノルボルネンをエチルアルカノエートと反応し、製造す
ることができる。このとき、使用されるエチルアルカノ
エートの量は、特に制限されないが、アセチルノルボル
ネンに対して、通常は1〜30モル倍、好ましくは1〜
10モル倍の範囲で適宜選択される。
On the other hand, the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound of the general formula (1a) used for the production of the ketal compound of the present invention is sodium alkoxy and, if necessary, the presence of a suitable solvent. Underneath, acetyl norbornene can be prepared by reacting with ethyl alkanoate. At this time, the amount of ethylalkanoate used is not particularly limited, but is usually 1 to 30 mol times, preferably 1 to 30 times, that of acetylnorbornene.
It is appropriately selected in the range of 10 times by mole.

【0032】以下、本発明のフォトレジスト用ノルボル
ネン系共重合体について詳細に説明する。
The norbornene-based copolymer for photoresist of the present invention will be described in detail below.

【0033】本発明のフォトレジスト用ノルボルネン系
共重合体は、下記一般式(3)の構造を有し、脂環族環
状単位が主鎖内に存在する。
The norbornene-based copolymer for photoresists of the present invention has the structure of the following general formula (3), and the alicyclic group is present in the main chain.

【0034】[0034]

【化16】 [Chemical 16]

【0035】〔式中、R1は炭素数1〜12の線状、分
枝状または環状アルキル基であり;R2は水素原子、ま
たは炭素数1〜6の線状、分枝状または環状アルキル基
であり;R3、R4およびR5は各々独立して水素原子、
または炭素数1〜6の線状または分枝状アルキル基であ
って、R1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすこ
とができ;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜6の
アルキル基であって、互いに連結して環を形成すること
ができ;pは0〜6の整数であり;R8およびR9は、各
々独立して水素原子、または炭素数1〜10の線状また
は分枝状アルキル基、または−(CH2qC(O)OR
10、−(CH2q−OR10、−(CH 2q−C(O)R
10、−(CH2q−OC(O)R10、−(CH2q−O
C(O)OR10または−(CH2q−C(O)OCH2
OR10(ここで、R10は水素原子または炭素数1〜10
の線状、分枝状または環状アルキル基であり、qは0〜
6の整数である。)であって、前記R8とR9は互いに連
結されて環を形成することができ;a、bおよびcは、
各々0.01≦a/a+b+c≦0.30、0≦b/a
+b+c≦0.50および0.20≦c/a+b+c≦
0.99を満足させる値であり;l、mおよびnは各々
独立して0または1である。〕 前記ノルボルネン系共重合体の分子量は特に制限され
ず、重量平均分子量は、通常は1,000〜300,0
00、好ましくは1,500〜100,000、さらに
好ましくは1,500〜30,000である。
[Wherein R1Is a C1-C12 linear, minute
A branched or cyclic alkyl group; R2Is a hydrogen atom,
Or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
And R3, RFourAnd RFiveAre each independently a hydrogen atom,
Or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
R1And RFiveAre linked together to form a cyclic diketone.
Can be done; R6And R7Each independently has 1 to 6 carbon atoms
Alkyl groups that combine with each other to form a ring
Is possible; p is an integer of 0 to 6; R8And R9Is each
Each independently a hydrogen atom, or a linear or
Is a branched alkyl group, or-(CH2)qC (O) OR
Ten,-(CH2)q-ORTen,-(CH 2)q-C (O) R
Ten,-(CH2)q-OC (O) RTen,-(CH2)q-O
C (O) ORTenOr- (CH2)q-C (O) OCH2
ORTen(Where RTenIs a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms
Is a linear, branched or cyclic alkyl group, and q is 0 to
It is an integer of 6. ) And said R8And R9Are connected to each other
Can be joined to form a ring; a, b and c are
0.01 ≦ a / a + b + c ≦ 0.30, 0 ≦ b / a respectively
+ B + c ≦ 0.50 and 0.20 ≦ c / a + b + c ≦
A value satisfying 0.99; l, m and n are each
Independently 0 or 1. ] The molecular weight of the norbornene-based copolymer is not particularly limited.
The weight average molecular weight is usually 1,000 to 300,0.
00, preferably 1,500 to 100,000, and
It is preferably 1,500 to 30,000.

【0036】本発明によれば、前記ノルボルネン系共重
合体の合成には、必須共単量体として前記一般式(1
a)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−ジオ
ン化合物および下記一般式(2)のノルボルネン誘導体
が使用され、これに加えて、選択的に前記5−ノルボル
ネン−2−アルカン−1,3−ジオン化合物の誘導体で
ある前記一般式(1b)のケタール化合物がさらに使用
できる。
According to the present invention, in the synthesis of the norbornene-based copolymer, the compound represented by the general formula (1) is used as an essential comonomer.
The 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound of a) and the norbornene derivative of the following general formula (2) are used, and in addition to this, 5-norbornene-2-alkane-1, The ketal compound of the above general formula (1b), which is a derivative of a 3-dione compound, can be further used.

【0037】[0037]

【化17】 [Chemical 17]

【0038】〔式中、R8およびR9は各々独立して水素
原子、または炭素数1〜10の線状または分枝状アルキ
ル基、または−(CH2qC(O)OR10、−(C
2q−OR10、−(CH2q−C(O)R10、−(C
2q−OC(O)R10、−(CH2q−OC(O)O
10または−(CH2q−C(O)OCH2OR10(こ
こで、R10は水素原子または炭素数1〜10の線状、分
枝状または環状アルキル基であり、qは0〜6の整数で
ある)であって、前記R8とR9は互いに連結されて環を
形成することができる。〕 本発明の共重合体合成に使用する前記一般式(2)のノ
ルボルネン誘導体は、例えば、シクロペンタジエンおよ
び適宜置換された親ジエン体のディールス・アルダー反
応によって合成でき、その一般の反応式は下記である。
[Wherein, R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or — (CH 2 ) q C (O) OR 10 , -(C
H 2) q -OR 10, - (CH 2) q -C (O) R 10, - (C
H 2) q -OC (O) R 10, - (CH 2) q -OC (O) O
R 10 or - (CH 2) at q -C (O) OCH 2 OR 10 ( wherein, R 10 is a hydrogen atom or a C 1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, q is 0 Is an integer of ˜6), and R 8 and R 9 may be connected to each other to form a ring. The norbornene derivative of the general formula (2) used for synthesizing the copolymer of the present invention can be synthesized, for example, by the Diels-Alder reaction of cyclopentadiene and an appropriately substituted parent diene, and the general reaction formula is as follows. Is.

【0039】[0039]

【化18】 [Chemical 18]

【0040】〔式中、R8およびR9は、前記一般式
(2)の定義と同じ意味を表す。〕 本発明で有用なノルボルネン誘導体の具体的な例として
は、ノルボルネン、ノルボルネンメタノール、ノルボル
ネンカルボキシ酸、5−ノルボルネン−2−エトキシメ
チルカルボキシレート、t−ブチル−5−ノルボルネン
−2−カルボキシレート、ジ−t−ブチル−5−ノルボ
ルネン−2−ジカルボキシレート、メチル−5−ノルボ
ルネン−2−カルボキシレート、イソボニル−5−ノル
ボルネン−2−カルボキシレート、2−ヘキシル−5−
ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−メタノール、5
−ノルボルネン−2−オール、5−ノルボルネン−2,
3−ジメタノール、および5−オキサ−トリシクロ
[5.2.1.0(2.6)]デカ−8−エン−3−オ
ンなどが挙げられるが、これに限定されない。
[In the formula, R 8 and R 9 have the same meanings as defined in the general formula (2). Specific examples of the norbornene derivative useful in the present invention include norbornene, norbornenemethanol, norbornenecarboxylic acid, 5-norbornene-2-ethoxymethylcarboxylate, t-butyl-5-norbornene-2-carboxylate, and dinorbornene. -T-butyl-5-norbornene-2-dicarboxylate, methyl-5-norbornene-2-carboxylate, isobornyl-5-norbornene-2-carboxylate, 2-hexyl-5-
Norbornene, 5-norbornene-2-methanol, 5
-Norbornen-2-ol, 5-norbornen-2,
Examples include, but are not limited to, 3-dimethanol, and 5-oxa-tricyclo [5.2.1.0 (2.6)] dec-8-en-3-one.

【0041】本発明のノルボルネン系共重合体を得るた
めの重合方法には、ノルボルネンおよびその誘導体を始
めとする通常の多環状重合体を得るためのラジカル重
合、陽イオン重合、付加重合、および開環重合などのよ
うな重合技法を全て使用することができるが、好ましく
は、例えば、下記反応式(2)に表すように、パラジウ
ム(II)化合物を重合触媒として使用する付加重合が
使用される。
The polymerization method for obtaining the norbornene-based copolymer of the present invention includes radical polymerization, cationic polymerization, addition polymerization, and opening for obtaining ordinary polycyclic polymers including norbornene and its derivatives. Although all polymerization techniques such as ring polymerization can be used, addition polymerization using a palladium (II) compound as a polymerization catalyst is preferably used, for example, as shown in the following reaction formula (2). .

【0042】[0042]

【化19】 [Chemical 19]

【0043】このとき、前記パラジウム(II)触媒
は、下記一般式(4a)、(4b)または(4c)で表
される。
At this time, the palladium (II) catalyst is represented by the following general formula (4a), (4b) or (4c).

【0044】[0044]

【化20】 [Chemical 20]

【0045】[0045]

【化21】 [Chemical 21]

【0046】[0046]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0047】〔式(4a)ないし(4c)において、X
はハロゲン原子または炭素数1〜10のアルキル基であ
り;R’は炭素数3〜20のアリル化合物であり;R”
はニトリル化合物またはシクロジエン化合物であり;n
は1または2である。〕 前記シクロジエン化合物としては、環状アルカンジエニ
ル基、インデニル基、フルオレニル基、または下記一般
式(a)〜(d)で示すそれらの誘導体である。
[In the formulas (4a) to (4c), X
Is a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; R'is an allyl compound having 3 to 20 carbon atoms; R "
Is a nitrile compound or a cyclodiene compound; n
Is 1 or 2. The cyclodiene compound is a cyclic alkanedienyl group, an indenyl group, a fluorenyl group, or a derivative thereof represented by the following general formulas (a) to (d).

【0048】[0048]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0049】〔式(a)ないし(d)において、R1
16は独立して水素原子、炭素数1〜20のアルキル
基、環状アルキル基、もしくはアルコキシ基、または炭
素数6〜20のアリル基もしくはアリルアルキル基、f
は4〜8の整数である。〕 本発明のノルボルネン系共重合体の製造方法をさらに具
体的に説明すると、まず、重合開始剤として前記一般式
(4a)ないし(4c)のパラジウム(II)触媒を水
もしくは適切な有機溶媒、または水および有機溶媒との
混合溶媒に溶解させた後、前記触媒溶液に前記一般式
(1a)の単量体および前記一般式(2)の単量体を添
加し、選択的に前記一般式(1b)の単量体をさらに添
加した後、不活性気体雰囲気または減圧下で−50〜8
0℃で0.5〜48時間反応させる。反応が完了した
後、結果として得られる重合体を公知の方法による後処
理に適用して精製するのが可能である。
[In the formulas (a) to (d), R 1 to
R 16 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cyclic alkyl group, or an alkoxy group, or an allyl group or an allyl alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, f
Is an integer of 4-8. The method for producing the norbornene-based copolymer of the present invention will be described more specifically. First, the palladium (II) catalyst represented by the general formulas (4a) to (4c) is used as a polymerization initiator in water or an appropriate organic solvent, Alternatively, after dissolving in a mixed solvent of water and an organic solvent, the monomer of the general formula (1a) and the monomer of the general formula (2) are added to the catalyst solution, and the general formula is selectively added. After further adding the monomer of (1b), under an inert gas atmosphere or under reduced pressure, -50 to 8
The reaction is carried out at 0 ° C for 0.5 to 48 hours. After the reaction is complete, the resulting polymer can be applied for purification by known methods for purification.

【0050】前記重合反応で重合溶媒としては、水もし
くは有機溶媒、または水および有機溶媒との混合溶媒を
使用することができ、このとき有機溶媒としては、エー
テル、例えばエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンもしくは
1,3−ジオキソラン;ケトン、例えばメチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、アセトンもしくはシク
ロヘキサノン;エステル、例えばメチルアセテート、エ
チルアセテートもしくはn−ブチルアセテート;および
炭化水素、例えばベンゼン、トルエンもしくはキシレン
などを単独に使用してもよく、混合して使用してもよ
い。
Water or an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent can be used as a polymerization solvent in the above-mentioned polymerization reaction. At this time, the organic solvent is an ether such as ethyl ether, 1,2- Dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane or 1,3-dioxolane; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone or cyclohexanone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate or n-butyl acetate; and hydrocarbons such as benzene. , Toluene or xylene may be used alone or in combination.

【0051】上述の方法によって製造された本発明の新
規ノルボルネン系共重合体の特徴は、共重合体内に前記
一般式(1a)で表される単量体を含有する点にある。
つまり、前記一般式(1a)の5−ノルボルネン−2−
アルカン−1,3−ジオン化合物のジケトン基は、今ま
で使用されたノボラック樹脂およびフェノール樹脂の可
溶性基であるフェノール性ヒドロキシ基の酸度よりは高
く、通常ArF用フォトレジストの可溶性基として作用
するカルボキシル基の酸度よりは低いpKa値を示すた
め、通常のアルカリ現像液である2.38質量%TMA
H水溶液で現像時溶解速度が容易に調節され、ゆえにフ
ォトレジストのトップロスおよびスウェリングが防止さ
れ、優れた解像力を有することになる。さらに、非露光
部位に存在するジケトン基は、共重合体の親水性を増加
させて基板に対する接着力を向上させることで、優れた
フォトレジストパターンを提供できる。したがって、本
発明のノルボルネン系共重合体は、250nm以下の波
長を使用するDeep UV用フォトレジスト材料とし
て極めて有用である。
The feature of the novel norbornene-based copolymer of the present invention produced by the above-mentioned method is that the copolymer contains the monomer represented by the general formula (1a).
That is, 5-norbornene-2-of the general formula (1a)
The diketone group of the alkane-1,3-dione compound is higher than the acidity of the phenolic hydroxy group, which is the soluble group of the novolac resin and the phenol resin used so far, and is usually a carboxyl group that acts as the soluble group of the photoresist for ArF. Since the pKa value is lower than the acidity of the group, it is 2.38 mass% TMA which is an ordinary alkaline developer.
The dissolution rate at the time of development is easily adjusted with the H 2 aqueous solution, and therefore, top loss and swelling of the photoresist are prevented, and excellent resolution is obtained. Furthermore, the diketone group present in the non-exposed region increases the hydrophilicity of the copolymer and improves the adhesive force to the substrate, and thus an excellent photoresist pattern can be provided. Therefore, the norbornene-based copolymer of the present invention is extremely useful as a deep UV photoresist material using a wavelength of 250 nm or less.

【0052】特に、本発明の共重合体が前記一般式(1
b)で表される単量体をさらに含有する場合には、露光
時発生された酸の作用によって保護基として導入したケ
タールが脱離しながら追加のジケトン基を提供すること
になる。本発明の共重合体にジケトン基を提供する単量
体として前記一般式(1a)の単量体のみを使用せず
に、保護されたジケトン基を有する前記一般式(1b)
の単量体をさらに使用すると、酸による脱離速度を調節
することができ、脱離後の酸度が調節されるので、露光
部と非露光部の顕著な溶解速度差によって解像力を高め
得るという側面で一層有利である。
Particularly, the copolymer of the present invention has the general formula (1)
When the monomer represented by b) is further contained, the ketal introduced as a protective group is eliminated by the action of the acid generated during exposure to provide an additional diketone group. The general formula (1b) having a protected diketone group is used without using only the monomer of the general formula (1a) as a monomer providing a diketone group to the copolymer of the present invention.
When the monomer of is further used, the rate of elimination by acid can be adjusted, and the acidity after elimination can be adjusted, so that the resolving power can be enhanced by the remarkable difference in dissolution rate between the exposed and unexposed areas. It is even more advantageous in the aspect.

【0053】次いで、本発明のフォトレジスト組成物お
よびその組成物を使用したフォトレジストパターンの形
成方法を詳細に説明すると、次のようである。
Next, the photoresist composition of the present invention and the method for forming a photoresist pattern using the composition will be described in detail as follows.

【0054】本発明のフォトレジスト組成物は、(a)
前記新規のフォトレジスト用ノルボルネン系共重合体、
(b)光酸発生剤、および (c)前記(a)もしくは
(b)成分を溶解する得る溶媒を含む。
The photoresist composition of the present invention comprises (a)
The novel norbornene-based copolymer for photoresist,
(B) a photo-acid generator, and (c) a solvent capable of dissolving the component (a) or (b).

【0055】本発明のフォトレジスト組成物の製造に使
用される光酸発生剤には、トリフェニルスルホニウムト
リフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニ
ウムペルフルオロオクタンスルホネート、ジフェニル−
p−トリルスルホニウムペルフルオロオクタンスルホネ
ート、トリス(p−トリル)スルホニウムペルフルオロ
オクタンスルホネート、トリス(p−クロロベンゼン)
スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス
(p−トリル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホ
ネート、トリメチルスルホニウムトリフルオロメタンス
ルホネート、ジメチルフェニルスルホニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート、ジメチルトリルスルホニウムト
リフルオロメタンスルホネート、ジメチルトリルスルホ
ニウムペルフルオロオクタンスルホネート、トリフェニ
ルスルホニウムp−トルエンスルホネート、トリフェニ
ルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスル
ホニウムブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウ
ムn−オクタンスルホネート、トリフェニルスルホニウ
ム1−ナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホニ
ウム2−ナフタレンスルホネート、トリフェニルスルホ
ニウム10−カンファスルホネート、トリフェニルスル
ホニウム2,5−ジクロロベンゼンスルホネート、ジフ
ェニルトリルスルホニウム1,3,4−トリクロロベン
ゼンスルホネート、ジメチルトリルスルホニウムp−ト
ルエンスルホネート、ジフェニルトリルスルホニウム
2,5−ジクロロベンゼンスルホネート、1−シクロヘ
キシルスルホニル−1−(1,1−ジメチルエチルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチルエチルス
ルホニル)メタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)
ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1−シ
クロヘキシルカルボニルジアゾメタン、1−ジアゾ−1
−シクロヘキシルスルホニル−3,3’−ジメチルブタ
ン−2−ノン、1−ジアゾ−1−メチルスルホニル−4
−フェニルブタン−2−ノン、1−ジアゾ−1−(1,
1−ジメチルエチルスルホニル)−3,3−ジメチル−
2−ブタンノン、および1−アセチル−1−(1−メチ
ルエチルスルホニル)ジアゾメタンなどを使用すること
ができる。前記光酸発生剤の含量は、前記共重合体樹脂
100質量部に対して0.1〜10質量部の比率が好ま
しい。
The photo-acid generator used for producing the photoresist composition of the present invention includes triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, triphenylsulfonium perfluorooctanesulfonate, diphenyl-.
p-tolylsulfonium perfluorooctane sulfonate, tris (p-tolyl) sulfonium perfluorooctane sulfonate, tris (p-chlorobenzene)
Sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (p-tolyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, trimethylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethyltolylsulfonium trifluoromethanesulfonate, dimethyltolylsulfonium perfluorooctanesulfonate, triphenylsulfonium p-toluenesulfonate , Triphenylsulfonium methanesulfonate, triphenylsulfonium butanesulfonate, triphenylsulfonium n-octanesulfonate, triphenylsulfonium 1-naphthalene sulfonate, triphenylsulfonium 2-naphthalene sulfonate, triphenylsulfonium 10-can Sulfonate, triphenylsulfonium 2,5-dichlorobenzenesulfonate, diphenyltolylsulfonium 1,3,4-trichlorobenzenesulfonate, dimethyltolylsulfonium p-toluenesulfonate, diphenyltolylsulfonium 2,5-dichlorobenzenesulfonate, 1-cyclohexylsulfonyl -1- (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, bis (1-methylethylsulfonyl) methane, bis (cyclohexylsulfonyl)
Diazomethane, 1-cyclohexylsulfonyl-1-cyclohexylcarbonyldiazomethane, 1-diazo-1
-Cyclohexylsulfonyl-3,3'-dimethylbutan-2-none, 1-diazo-1-methylsulfonyl-4
-Phenylbutan-2-none, 1-diazo-1- (1,
1-dimethylethylsulfonyl) -3,3-dimethyl-
2-butanone, 1-acetyl-1- (1-methylethylsulfonyl) diazomethane and the like can be used. The content of the photo-acid generator is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer resin.

【0056】また、本発明のフォトレジスト組成物の製
造に使用される有機溶媒には、エチレングリコールモノ
メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテ
ル、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブア
セテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、
ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレン
グリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリ
コールプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコ
ールジメチルエーテル、乳酸エチル、トルエン、キシレ
ン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、2−ヘプ
タノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、またはこれ
らの混合溶媒を使用することができる。また、必要に応
じて前記有機溶媒の他に、補助溶媒としてN−メチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチ
ルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、およびアル
コール類などを併用することができる。このとき、全溶
媒中における補助溶媒の占める含量は、10質量%以下
が好ましく、全体組成物に対する総溶媒含量は70〜9
5質量%が好ましい。
The organic solvent used for producing the photoresist composition of the present invention includes ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether,
Diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, or a mixed solvent thereof is used. can do. If necessary, in addition to the organic solvent, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-, as an auxiliary solvent.
Methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, alcohols and the like can be used in combination. At this time, the content of the auxiliary solvent in the total solvent is preferably 10% by mass or less, and the total solvent content of the entire composition is 70-9.
5 mass% is preferable.

【0057】本発明のフォトレジスト組成物は、通常、
本発明の本発明の新規共重合体、光酸発生剤、および有
機溶媒の三成分で構成され、必要に応じてUV吸収剤、
塩基性物質である感度調節剤、可塑化剤、有機酸および
界面活性剤をさらに含むことができる。
The photoresist composition of the present invention is usually
A novel copolymer of the present invention, a photoacid generator, and a three-component organic solvent, and optionally a UV absorber,
It may further include a sensitivity adjusting agent which is a basic substance, a plasticizer, an organic acid and a surfactant.

【0058】このような本発明のフォトレジスト組成物
を使用してフォトレジストパターンを形成する方法は、
次のようである。まず、本発明のフォトレジスト組成物
をシリコンウエーハのような被食刻層の上部に塗布した
後、60〜150℃の高温基板上で60〜180秒間プ
リベーキングしてフォトレジストフィルムを形成する。
次に、パターンを形成するためにマスクを前記フォトレ
ジストフィルム上に載せ、250nm以下の波長を有す
るArFエキシマレーザ光を1〜100mJ/cm2
量で照射した後、60〜150℃の高温基板上で60〜
180秒間ベーキングする。次いで、0.1〜5質量%
テトラアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液の
ような現像液を使用して浸液法、パッドル法、噴霧法お
よびその他の従来の方法によって30〜180秒間現像
することによりフォトレジストパターンを形成する。
The method of forming a photoresist pattern using the photoresist composition of the present invention is as follows.
It looks like this: First, the photoresist composition of the present invention is applied on the top of an etching layer such as a silicon wafer, and then prebaked on a high temperature substrate at 60 to 150 ° C. for 60 to 180 seconds to form a photoresist film.
Next, a mask is placed on the photoresist film to form a pattern, and ArF excimer laser light having a wavelength of 250 nm or less is irradiated at an amount of 1 to 100 mJ / cm 2 , and then a high temperature substrate of 60 to 150 ° C. Above 60 ~
Bake for 180 seconds. Then 0.1 to 5 mass%
A photoresist pattern is formed by developing using a developing solution such as an aqueous solution of tetraammonium hydroxide (TMAH) for 30 to 180 seconds by a dipping method, a puddle method, a spraying method and other conventional methods.

【0059】[0059]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体
的に説明するが、後述する実施例は本発明の例示に過ぎ
ず、本発明がそれらの実施例によって限定されるのでは
ない。
The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the examples described below are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

【0060】後述する製造例および実施例で重合体の重
量平均分子量および分子量分布はポリスチレンを標準物
として使用したGPC(Gel Permeation
Chromatography:ゲル透過クロマトグ
ラフィ、溶媒:THF)によって決定された。
In the production examples and examples described later, the weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the polymer are GPC (Gel Permeation) using polystyrene as a standard.
Chromatography: gel permeation chromatography, solvent: THF).

【0061】製造例1: 5−ノルボルネン−2−ブタ
ン−1,3−ジオン(NBDO)の合成 窒素雰囲気下でエチルアセテート176.22g(2m
ol)とメトキシナトリウム(NaOMe) 108.
04g(2mol)をTHF 1.5Lに溶解させた
後、滴下漏斗を利用して2−アセチル−5−ノルボルネ
ン136.19g(1mol)を1時間にわたって徐々
に添加した後、常温で24時間反応させた。反応が完了
した後、残余反応物を水とエチルアセテートを利用して
抽出し、酸処理を通じて生成物を分離した。分離された
生成物層を水で3回以上洗浄した後、無水硫酸マグネシ
ウム上で乾燥した。蒸留によって溶媒を除去した後、生
成物を減圧蒸留して5−ノルボルネン−2−ブタン−
1,3−ジオン125g(収率70%)を得た。
Production Example 1: Synthesis of 5-norbornene-2-butane-1,3-dione (NBDO) In a nitrogen atmosphere, 176.22 g (2 m) of ethyl acetate was obtained.
ol) and sodium methoxy (NaOMe) 108.
After dissolving 04 g (2 mol) in 1.5 L of THF, 136.19 g (1 mol) of 2-acetyl-5-norbornene was gradually added over 1 hour using a dropping funnel, and then reacted at room temperature for 24 hours. It was After the reaction was completed, the residual reaction product was extracted with water and ethyl acetate, and the product was separated by acid treatment. The separated product layer was washed with water three times or more and then dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the solvent by distillation, the product was distilled under reduced pressure to give 5-norbornene-2-butane-
125 g of 1,3-dione (yield 70%) was obtained.

【0062】沸点:90〜92℃/1mmHg 製造例2−1: 5−ノルボルネン−2−{(3−エチ
レンジオキシ)}−ブタン−1−オン(以下、”NED
OBO”と称する)の合成:方法1(トランスケタール
化) 前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−ブタン
−1,3−ジオン35.6g(200mmol)をベン
ゼン200mlに溶解させ、2,2−ジメチル−1,3
−ジオキソラン61.28g(600mmol)および
p−トルエンスルホン酸モノハイドレート0.38g
(2mmol)を添加した後、還流下で4時間反応させ
た。反応が完了した後、前記反応液を1M水酸化ナトリ
ウム溶液と水で順次に洗浄した後、無水硫酸マグネシウ
ム上で乾燥した。蒸留によって溶媒を除去した後、生成
物を減圧蒸留して5−ノルボルネン−2−(3−エチレ
ンジオキシ)−ブタン−1−オン177.6g(収率8
0%)を得た。
Boiling point: 90 to 92 ° C./1 mmHg Production Example 2-1: 5-norbornene-2-{(3-ethylenedioxy)}-butan-1-one (hereinafter referred to as “NED
Synthesis of "OBO"): Method 1 (Transketalization) 35.6 g (200 mmol) of 5-norbornene-2-butane-1,3-dione obtained in Production Example 1 was dissolved in 200 ml of benzene to give 2, 2-dimethyl-1,3
-Dioxolane 61.28 g (600 mmol) and p-toluenesulfonic acid monohydrate 0.38 g
After adding (2 mmol), the mixture was reacted under reflux for 4 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was washed with a 1M sodium hydroxide solution and water successively and then dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the solvent by distillation, the product was distilled under reduced pressure to obtain 177.6 g of 5-norbornene-2- (3-ethylenedioxy) -butan-1-one (yield 8
0%).

【0063】製造例2−2: 5−ノルボルネン−2−
{(3−エチレンジオキシ)}−ブタン−1−オン(以
下、”NEDOBO”と称する)の合成:方法2(ケタ
ール化) 前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−ブタン
−1,3−ジオン35.6g(200mmol)をトル
エン200mlに溶解させ、エチレングリコール37.
2g(600mmol)およびp−トルエンスルホン酸
モノハイドレート0.38g(2mmol)を添加した
後、還流下で副産物である水を水分離器(dean s
tack)によって除去しつつ6時間反応させた。反応
が完了した後、前記反応液を1M水酸化ナトリウム溶液
と水で順次に洗浄した後、無水硫酸マグネシウム上で乾
燥した。蒸留によって溶媒を除去した後、生成物を減圧
蒸留して5−ノルボルネン−2−(3−エチレンジオキ
シ)−ブタン−1−オン31.08g(収率70%)を
得た。
Production Example 2-2: 5-Norbornene-2-
Synthesis of {(3-ethylenedioxy)}-butan-1-one (hereinafter referred to as "NEDOBO"): Method 2 (ketalization) 5-norbornene-2-butane-1, obtained in Production Example 1 above 35.6 g (200 mmol) of 3-dione was dissolved in 200 ml of toluene, and ethylene glycol 37.
After adding 2 g (600 mmol) and 0.38 g (2 mmol) of p-toluenesulfonic acid monohydrate, water as a by-product was refluxed under a water separator.
The reaction was carried out for 6 hours while being removed by the (tack). After the reaction was completed, the reaction solution was washed with a 1M sodium hydroxide solution and water successively and then dried over anhydrous magnesium sulfate. After removing the solvent by distillation, the product was distilled under reduced pressure to obtain 31.08 g (yield 70%) of 5-norbornene-2- (3-ethylenedioxy) -butan-1-one.

【0064】製造例3−1: 5−ノルボルネン−2−
{(3−プロピレンジオキシ)−ブタン−1−オン}
(以下、”NPDOBO”と称する)の合成:方法1
(トランスケタール化) 2,2−ジメチル−1,3−ジオキソランに代えて1,
3−ジオキサン52.87g(600mmol)を使用
したことを除いては、前記製造例2−1の方法と同じ方
法で5−ノルボルネン−2−{(3−プロピレンジオキ
シ)−ブタン−1−オン}200.6g(収率85%)
を得た。
Production Example 3-1: 5-Norbornene-2-
{(3-Propylenedioxy) -butan-1-one}
Synthesis of (hereinafter referred to as "NPDOBO"): Method 1
(Transketalization) 1,2-Dimethyl-1,3-dioxolane was replaced with 1,
5-Norbornene-2-{(3-propylenedioxy) -butan-1-one was prepared in the same manner as in Preparation Example 2-1, except that 52.87 g (600 mmol) of 3-dioxane was used. } 200.6 g (yield 85%)
Got

【0065】製造例3−2: 5−ノルボルネン−2−
{(3−プロピレンジオキシ)−ブタン−1−オン}
(以下、 ”NPDOBO”と称する)の合成:方法2
(ケタール化) ジオールとしてエチレングリコールの代わりに1,3−
プロパンジオール45.66g(600mmol)を使
用したことを除いては、前記製造例2−2の方法と同じ
方法で5−ノルボルネン−2−{(3−プロピレンジオ
キシ)−ブタン−1−オン}165g(収率:約70
%)を得た。
Production Example 3-2: 5-Norbornene-2-
{(3-Propylenedioxy) -butan-1-one}
Synthesis of (hereinafter referred to as "NPDOBO"): Method 2
(Ketalization) 1,3-instead of ethylene glycol as a diol
5-Norbornene-2-{(3-propylenedioxy) -butan-1-one} was prepared in the same manner as in Preparation Example 2-2 except that 45.66 g (600 mmol) of propanediol was used. 165 g (yield: about 70
%) Was obtained.

【0066】製造例4: 5−ノルボルネン−2−
{(2’,2’−ジメチル−3−プロピレンジオキシ)
−ブタン−1−オン}(以下、”NDMPDOBO”と
称する)の合成 ジオールとして1,3−プロパンジオールの代わりに
2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール62.5
g(600mmol)を使用したことを除いては、前記
製造例3−2の方法と同じ方法で5−ノルボルネン−2
−{(2’,2’−ジメチル−3−プロピレンジオキ
シ)−ブタン−1−オン}158.4g(収率:約60
%)を得た。
Production Example 4: 5-Norbornene-2-
{(2 ', 2'-dimethyl-3-propylenedioxy)
-Butan-1-one} (hereinafter referred to as "NDMPDOBO") as a synthetic diol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol 62.5 instead of 1,3-propanediol
5-Norbornene-2 was prepared in the same manner as in Preparation Example 3-2 except that g (600 mmol) was used.
-{(2 ', 2'-dimethyl-3-propylenedioxy) -butan-1-one} 158.4 g (yield: about 60
%) Was obtained.

【0067】実施例1: Poly[NCA:NEM
C:NBDO]=1:8:1(質量比)の合成 窒素雰囲気下でパラジウムクロリド0.3gを水:TH
F=1:1混合溶媒に溶解させた後、前記溶液に共単量
体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸(以下、
”NCA”と称する) 27gと前記製造例1で収得
した5−ノルボルネン−2−ブタン−1,3−ジオン
(以下、”NBDO”と称する)3gを添加した後、反
応器内の圧力を減圧させて約40℃で24時間反応させ
た。反応が完了した後、パラジウム触媒を除去するため
に前記反応液を適当量のTHF溶媒で希釈した後、水素
気体をバブリングしながら約5時間攪拌し、このとき生
成される黒い沈殿物をろ過して除去した。そのろ液を蒸
留水に注ぎ入れて沈殿した後、ろ過し乾燥させてPol
y[NCA:NBDO]=9:1(質量比)25.5g
(収率85%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量
および分子量分布は、各々2,200および1.36で
あった。
Example 1: Poly [NCA: NEM
C: NBDO] = 1: 8: 1 (mass ratio) under a synthetic nitrogen atmosphere, 0.3 g of palladium chloride in water: TH
After being dissolved in a mixed solvent of F = 1: 1, 5-norbornene-2-carboxylic acid (hereinafter, referred to as a comonomer in the solution)
27 g of "NCA") and 3 g of 5-norbornene-2-butane-1,3-dione (hereinafter referred to as "NBDO") obtained in Preparation Example 1 were added, and the pressure in the reactor was reduced. Then, the mixture was reacted at about 40 ° C. for 24 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with an appropriate amount of THF solvent to remove the palladium catalyst, and then stirred for about 5 hours while bubbling hydrogen gas, and the black precipitate formed at this time was filtered. Removed. The filtrate is poured into distilled water to precipitate, then filtered and dried to Pol.
y [NCA: NBDO] = 9: 1 (mass ratio) 25.5 g
(Yield 85%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,200 and 1.36, respectively.

【0068】窒素雰囲気下で前記収得したPoly[N
CA:NBDO]=9:1 30gをTHF溶媒に溶解
させた後、前記溶液にトリエチルアミン19.4gとク
ロロメチルエチルエーテル16.5gを順次に添加した
後、0℃で4時間反応させた。反応が完了した後、前記
反応液を蒸留水に沈殿させた後、ろ過し乾燥させてPo
ly[NCA:NEMC:NBDO]=1:8:1(質
量比)(収率90%)を得た。”NEMC”は5−ノル
ボルネン−2−エトキシメチルカルボキシレートとす
る。前記共重合体の重量平均分子量および分子量分布
は、各々4,000および1.55であった。
Under a nitrogen atmosphere, the Poly [N
CA: NBDO] = 9: 1 (30 g) was dissolved in a THF solvent, 19.4 g of triethylamine and 16.5 g of chloromethylethyl ether were sequentially added to the solution, and the mixture was reacted at 0 ° C. for 4 hours. After the reaction is completed, the reaction solution is precipitated in distilled water, filtered and dried to obtain Po.
ly [NCA: NEMC: NBDO] = 1: 8: 1 (mass ratio) (yield 90%) was obtained. "NEMC" is 5-norbornene-2-ethoxymethylcarboxylate. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 4,000 and 1.55, respectively.

【0069】実施例2: Poly[NCA:NEM
C:NBDO]=1.5:7.5:2(質量比)の合成 共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸2
4gと前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−
ブタン−1,3−ジオン6gを使用したことを除いて
は、実施例1の方法と同じ方法でPoly[NCA:N
BDO]=8:2(質量比)27g(収率90%)を得
た。前記共重合体の重量平均分子量および分子量分布
は、各々2,400および1.38であった。
Example 2: Poly [NCA: NEM]
C: NBDO] = 1.5: 7.5: 2 (mass ratio) 5-norbornene-2-carboxylic acid 2 as a comonomer
4 g and 5-norbornene-2-obtained in the above Production Example 1
Poly [NCA: N was prepared in the same manner as in Example 1 except that 6 g of butane-1,3-dione was used.
BDO] = 8: 2 (mass ratio) 27 g (yield 90%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,400 and 1.38, respectively.

【0070】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O]=8:2(質量比)を、実施例1におけると同様
に、THF溶媒中でトリエチルアミンおよびクロロメチ
ルエチルエーテルと反応させてPoly[NCA:NE
MC:NBDO]=1.5:7.5:2(質量比)(収
率93%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量およ
び分子量分布は、各々3,700および1.56であっ
た。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O] = 8: 2 (mass ratio) was reacted with triethylamine and chloromethylethyl ether in THF solvent as in Example 1 to give Poly [NCA: NE].
MC: NBDO] = 1.5: 7.5: 2 (mass ratio) (yield 93%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,700 and 1.56, respectively.

【0071】実施例3: Poly[NEMC:NBD
O]=7:3(質量比)の合成 共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸2
1gと前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−
ブタン−1,3−ジオン9gを使用したことを除いて
は、前記実施例1の方法と同じ方法でPoly[NC
A:NBDO]=7:3(質量比)25.2g(収率8
4%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量および分
子量分布は、各々2,700および1.40であった。
Example 3: Poly [NEMC: NBD]
O] = 7: 3 (mass ratio) 5-norbornene-2-carboxylic acid 2 as a synthetic comonomer
1-g and 5-norbornene-2-acquired in the above Production Example 1
Poly [NC] was prepared in the same manner as in Example 1, except that 9 g of butane-1,3-dione was used.
A: NBDO] = 7: 3 (mass ratio) 25.2 g (yield 8)
4%). The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,700 and 1.40, respectively.

【0072】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O]=7:3(質量比)を、実施例1におけると同様
に、THF溶媒中でトリエチルアミンおよびクロロメチ
ルエチルエーテルと反応させてPoly[NEMC:N
BDO]=7:3(質量比)(収率95%)を得た。前
記共重合体の重量平均分子量および分子量分布は、各々
3,500および1.49であった。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O] = 7: 3 (mass ratio) was reacted with triethylamine and chloromethylethyl ether in THF solvent as in Example 1 to give Poly [NEMC: N].
BDO] = 7: 3 (mass ratio) (yield 95%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,500 and 1.49, respectively.

【0073】実施例4: Poly[NCA:NEM
C:NBDO:tBNCL]=1:3:2:4(質量
比)の合成 重合触媒としてパラジウムクロリド0.5gを使用し、
共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸2
0g、前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−
ブタン−1,3−ジオン10gおよびt−ブトキシ−5
−ノルボルネン−2−カルボキシレート(以下、”tB
NCL”と称する)20gを使用したことを除いては、
前記実施例1の方法と同じ方法でPoly[NCA:N
BDO:tBNCL]=4:2:4(質量比)45g
(収率90%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量
および分子量分布は、各々3,000および1.47で
あった。
Example 4: Poly [NCA: NEM]
C: NBDO: tBNCL] = 1: 3: 2: 4 (mass ratio), using 0.5 g of palladium chloride as a synthetic polymerization catalyst,
5-norbornene-2-carboxylic acid 2 as a comonomer
0 g, 5-norbornene-2-acquired in the above Production Example 1
Butane-1,3-dione 10 g and t-butoxy-5
-Norbornene-2-carboxylate (hereinafter "tB
NCL ") except that 20g was used,
The same method as in Example 1 was applied to Poly [NCA: N
BDO: tBNCL] = 4: 2: 4 (mass ratio) 45 g
(Yield 90%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,000 and 1.47, respectively.

【0074】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O:tBNCL]=4:2:4(質量比)を、実施例1
におけると同様に、THF溶媒中でトリエチルアミンお
よびクロロメチルエチルエーテルと反応させてPoly
[NCA:NEMC:NBDO:tBNCL]=1:
3:2:4(質量比)(収率95%)を得た。前記共重
合体の重量平均分子量および分子量分布は、各々3,4
00および1.55であった。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O: tBNCL] = 4: 2: 4 (mass ratio),
As in, by reacting with triethylamine and chloromethyl ethyl ether in THF solvent to give Poly
[NCA: NEMC: NBDO: tBNCL] = 1:
3: 2: 4 (mass ratio) (yield 95%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer are 3, 4 respectively.
00 and 1.55.

【0075】実施例5: Poly[NCA:NEM
C:NBDO:NB]=0.5:5.5:2:2(質量
比)の合成 共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸3
0gと前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−
ブタン−1,3−ジオン10gおよびノルボルネン(以
下、”NB”と称する)10gを使用したことを除いて
は、前記実施例1の方法と同じ方法でPoly[NC
A:NBDO:NB]=6:2:2(質量比)45g
(収率90%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量
および分子量分布は、各々3,100および1.46で
あった。
Example 5: Poly [NCA: NEM
C: NBDO: NB] = 0.5: 5.5: 2: 2 (mass ratio) 5-norbornene-2-carboxylic acid 3 as a comonomer
0 g and 5-norbornene-2-obtained in the above Production Example 1
Poly [NC] was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of butane-1,3-dione and 10 g of norbornene (hereinafter referred to as “NB”) were used.
A: NBDO: NB] = 6: 2: 2 (mass ratio) 45 g
(Yield 90%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,100 and 1.46, respectively.

【0076】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O:NB]=6:2:2(質量比)を、実施例1におけ
ると同様に、THF溶媒中でトリエチルアミンおよびク
ロロメチルエチルエーテルと反応させてPoly[NC
A:NEMC:NBDO:NB]=0.5:5.5:
2:2(質量比)(収率96%)を得た。前記共重合体
の重量平均分子量および分子量分布は、各々3,700
および1.66であった。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O: NB] = 6: 2: 2 (mass ratio) was reacted with triethylamine and chloromethylethyl ether in THF solvent as in Example 1 to give Poly [NC
A: NEMC: NBDO: NB] = 0.5: 5.5:
2: 2 (mass ratio) (yield 96%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer are 3,700, respectively.
And 1.66.

【0077】実施例6: Poly[NCA:NEM
C:NBDO:tBNCL:NB]=1:2:1:5:
1(質量比)の合成 共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸1
5g、前記製造例1で収得した5−ノルボルネン−2−
ブタン−1,3−ジオン5g、t−ブトキシ−5−ノル
ボルネン−2−カルボキシレート25gおよびノルボル
ネン5gを使用したことを除いては、前記実施例1の方
法と同じ方法でPoly[NCA:NBDO:tBNC
L:NB]=3:1:5:1(質量比)45g(収率9
0%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量および分
子量分布は、各々3,100および1.46であった。
Example 6: Poly [NCA: NEM
C: NBDO: tBNCL: NB] = 1: 2: 1: 5:
5-norbornene-2-carboxylic acid 1 as a synthetic comonomer of 1 (mass ratio)
5 g, 5-norbornene-2-obtained in the above Production Example 1
Poly [NCA: NBDO: was obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 g of butane-1,3-dione, 25 g of t-butoxy-5-norbornene-2-carboxylate and 5 g of norbornene were used. tBNC
L: NB] = 3: 1: 5: 1 (mass ratio) 45 g (yield 9
0%). The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,100 and 1.46, respectively.

【0078】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O:tBNCL:NB]=3:1:5:1(質量比)
を、実施例1におけると同様に、THF溶媒中でトリエ
チルアミンおよびクロロメチルエチルエーテルと反応さ
せてPoly[NCA:NEMC:NBDO:tBNC
L:NB]=1:2:1:5:1(質量比)(収率94
%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量および分子
量分布は、各々3,200および1.42であった。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O: tBNCL: NB] = 3: 1: 5: 1 (mass ratio)
Was reacted with triethylamine and chloromethylethyl ether in THF solvent as in Example 1 to give Poly [NCA: NEMC: NBDO: tBNC.
L: NB] = 1: 2: 1: 5: 1 (mass ratio) (yield 94
%) Was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,200 and 1.42, respectively.

【0079】実施例7: Poly[NCA:NEM
C:NBDO:NPDOBO:tBNCL]=1:1:
2:3:3(質量比)の合成 共単量体として5−ノルボルネン−2−カルボキシ酸1
0g、前記製造例 1で収得した5−ノルボルネン−2
−ブタン−1,3−ジオン10g、前記製造例3−1で
収得した5−ノルボルネン−2−{(3−プロピレンジ
オキシ)−ブタン−1−オン}15gおよびt−ブトキ
シ−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート15gを
使用したことを除いては、前記実施例1の方法と同じ方
法でPoly[NCA:NBDO:NPDOBO:tB
NCL]=2:2:3:3(質量比)45g(収率90
%)を得た。前記共重合体の重量平均分子量および分子
量分布は、各々2,900および1.37であった。
Example 7: Poly [NCA: NEM]
C: NBDO: NPDOBO: tBNCL] = 1: 1:
5-Norbornene-2-carboxylic acid 1 as a 2: 3: 3 (mass ratio) synthetic comonomer
0 g, 5-norbornene-2 obtained in the above Production Example 1
-Butan-1,3-dione 10 g, 5-norbornene-2-{(3-propylenedioxy) -butan-1-one} 15 g and t-butoxy-5-norbornene-obtained in the above Production Example 3-1. Poly [NCA: NBDO: NPDOBO: tB was prepared in the same manner as in Example 1 except that 15 g of 2-carboxylate was used.
NCL] = 2: 2: 3: 3 (mass ratio) 45 g (yield 90
%) Was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,900 and 1.37, respectively.

【0080】次いで、前記Poly[NCA:NBD
O:NPDOBO:tBNCL]=2:2:3:3(質
量比)を、実施例1におけると同様に、THF溶媒中で
トリエチルアミンおよびクロロメチルエチルエーテルと
反応させてPoly[NCA:NEMC:NBDO:N
PDOBO:tBNCL]=1:1:2:3:3(質量
比)(収率90%)を得た。前記共重合体の重量平均分
子量および分子量分布は、各々3,100および1.3
9であった。
Then, the above Poly [NCA: NBD
O: NPDOBO: tBNCL] = 2: 2: 3: 3 (mass ratio) was reacted with triethylamine and chloromethylethyl ether in THF solvent as in Example 1 to give Poly [NCA: NEMC: NBDO: N
PDOBO: tBNCL] = 1: 1: 2: 3: 3 (mass ratio) (yield 90%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,100 and 1.3, respectively.
It was 9.

【0081】実施例8: Poly[NBDO:NED
OBO:tBNCL]=2:6:2(質量比)の合成 窒素雰囲気下でパラジウムクロリド0.3gを水:TH
F=1:1の混合溶媒15gに溶解させた後、この溶液
に、共単量体としてt−ブトキシ−5−ノルボルネン−
2−カルボキシレート6gと前記製造例2で収得した5
−ノルボルネン−2−(3−エチレンジオキシ)−ブタ
ン−1−オン18gおよび前記製造例1で収得した5−
ノルボルネン−2−ブタン−1,3−ジオン6gを添加
した後、反応器内の圧力を減圧させ、40℃で24時間
反応させた。反応が完了した後、パラジウム触媒を除去
するために前記反応液を適当量のTHF溶媒で希釈した
後、水素気体をバブリングしながら約5時間攪拌し、こ
のとき生成される黒い沈殿物をろ過によって除去した。
そのろ液を蒸留水に注ぎ入れて沈殿した後、ろ過し乾燥
させて目的とする共重合体(収率90%)を得た。前記
共重合体の重量平均分子量および分子量分布は、各々
2,800および1.4であった。
Example 8: Poly [NBDO: NED
OBO: tBNCL] = 2: 6: 2 (mass ratio) under a synthetic nitrogen atmosphere, 0.3 g of palladium chloride was added to water: TH.
After being dissolved in 15 g of a mixed solvent of F = 1: 1, t-butoxy-5-norbornene-comonomer was added to this solution.
6 g of 2-carboxylate and 5 obtained in Production Example 2 above
18 g of norbornene-2- (3-ethylenedioxy) -butan-1-one and 5-acquired in Preparation Example 1
After adding 6 g of norbornene-2-butane-1,3-dione, the pressure inside the reactor was reduced and the reaction was carried out at 40 ° C. for 24 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was diluted with an appropriate amount of THF solvent to remove the palladium catalyst and then stirred for about 5 hours while bubbling hydrogen gas, and the black precipitate formed at this time was filtered. Removed.
The filtrate was poured into distilled water for precipitation, followed by filtration and drying to obtain a target copolymer (yield 90%). The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,800 and 1.4, respectively.

【0082】実施例9: Poly[NBDO:NPD
OBO:NB]=2:7:1(質量比)の合成 共単量体としてノルボルネン3g、前記製造例3で収得
した5−ノルボルネン−2−{(3−プロピレンジオキ
シ)−ブタン−1−オン}21gおよび前記製造例1で
収得した5−ノルボルネン−2−ブタン−1,3−ジオ
ン6gを使用したことを除いては、前記実施例8の方法
と同じ方法で目的とする共重合体(収率87%)を得
た。前記共重合体の重量平均分子量および分子量分布
は、各々2,900および1.38であった。
Example 9: Poly [NBDO: NPD]
OBO: NB] = 2: 7: 1 (mass ratio) as a comonomer, norbornene 3 g, and 5-norbornene-2-{(3-propylenedioxy) -butane-1-obtained in Production Example 3 above. On} 21 g and the target copolymer in the same manner as in Example 8 except that 6 g of 5-norbornene-2-butane-1,3-dione obtained in Production Example 1 was used. (Yield 87%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 2,900 and 1.38, respectively.

【0083】実施例10: Poly[NBDO:ND
MPDOBO:tBNCL:NB]=3:2:4:1
(質量比)の合成 共単量体としてノルボルネン3g、t−ブトキシ−5−
ノルボルネン−2−カルボキシレート12g、前記製造
例4で収得した5−ノルボルネン−2−{(2’,2’
−ジメチル−3−プロピレンジオキシ)−ブタン−1−
オン}6g、および前記製造例1で収得した5−ノルボ
ルネン−2−ブタン−1,3−ジオン9gを使用したこ
とを除いては、前記実施例8の方法と同じ方法で目的と
する共重合体(収率85%)を得た。前記共重合体の重
量平均分子量および分子量分布は、各々3,300およ
び1.5であった。
Example 10: Poly [NBDO: ND
MPDOBO: tBNCL: NB] = 3: 2: 4: 1
(Mass ratio) as a comonomer, norbornene 3 g, t-butoxy-5-
12 g of norbornene-2-carboxylate, 5-norbornene-2-{(2 ′, 2 ′) obtained in Production Example 4 above.
-Dimethyl-3-propylenedioxy) -butane-1-
On} 6g, and the same method as in Example 8 except that 9 g of 5-norbornene-2-butane-1,3-dione obtained in Production Example 1 was used. Coalescence (yield 85%) was obtained. The weight average molecular weight and the molecular weight distribution of the copolymer were 3,300 and 1.5, respectively.

【0084】実施例11: フォトレジスト組成物の製
造およびパターン形成 前記実施例1〜10で収得した共重合体各1gと、光酸
発生剤のトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタン
スルホネート0.02gをプロピレングリコールメチル
エーテルアセテート7gに溶解させた後、0.1μmフ
ィルタでろ過し、そのろ液をシリコンウェハ上にスピン
コーティングした後、120℃の高温基板上で60秒間
プリベーキングして0.4μm厚のフォトレジストフィ
ルムを得た。前記フィルムを193nm(NA 0.
7)露光装備で24mJ/cm2露光し120℃で60
秒間加熱した後、2.38質量% TMAH水溶液で6
0秒間浸漬、現像して解像度0.11μm L/Sのポ
ジティブ型パターンを得た。このように形成されたポジ
ティブ型パターンは、DOFが0.5μmであり、ドー
スマージン(dose margin)が±2mJと優
れた特性を示した。
Example 11: Production of photoresist composition and pattern formation 1 g of each of the copolymers obtained in Examples 1 to 10 and 0.02 g of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as a photoacid generator were added to propylene glycol methyl. After being dissolved in 7 g of ether acetate, filtered with a 0.1 μm filter, the filtrate was spin-coated on a silicon wafer, and then prebaked for 60 seconds on a high-temperature substrate at 120 ° C. to form a 0.4 μm-thick photoresist. I got a film. The film was 193 nm (NA 0.
7) Exposure to 24 mJ / cm 2 with exposure equipment and 60 at 120 ° C
After heating for 2 seconds, the mixture is treated with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution to give
Immersion for 0 seconds and development were performed to obtain a positive pattern with a resolution of 0.11 μm L / S. The positive type pattern formed in this manner had an excellent DOF of 0.5 μm and a dose margin of ± 2 mJ.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上の説明の如く、本発明の共重合体
は、193nmで高い透明性およびエッチング耐性を有
するだけでなく、pKaが調節されるので露光部と非露
光部の顕著な溶解速度差によって解像力を高めることが
でき、親水性の高いジケトン官能基を有しているので優
れた基板接着力を表す。したがって、本発明の共重合体
は、ArF用フォトレジスト材料として極めて有用に使
用されて優れた半導体素子を提供することができる。
As described above, the copolymer of the present invention not only has high transparency and etching resistance at 193 nm, but also has a remarkable dissolution rate in exposed and non-exposed areas due to its pKa control. The resolution can be increased by the difference, and since it has a highly hydrophilic diketone functional group, it exhibits excellent substrate adhesion. Therefore, the copolymer of the present invention can be used very effectively as a photoresist material for ArF to provide an excellent semiconductor device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 愼 重 漢 大韓民國ソウル特別市松坡區▲さん▼室洞 218−12 (72)発明者 韓 旭 大韓民國大田市儒城區田民洞462−5 世 宗アパート111棟602号 Fターム(参考) 2H025 AA02 AA11 AA14 AB16 AC04 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB08 CB41 FA10 FA17 FA29 4C022 GA07 4H039 CA42 CH00 4J100 AR11 BA03 BA04 BA11 BA15 BC08 CA01 CA03 CA04 CA05 DA36 DA39 DA61 DA65 JA38   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shin Shigehan             Songpa-gu, Seoul, South Korea ▲ Muro-dong             218-12 (72) Inventor Han Asahi             462-5th generation, Yuminseong-dong, Yuseong, Daejeon, Republic of Korea             So Apartment 111 Building No.602 F-term (reference) 2H025 AA02 AA11 AA14 AB16 AC04                       AC08 AD03 BE00 BE10 BG00                       CB08 CB41 FA10 FA17 FA29                 4C022 GA07                 4H039 CA42 CH00                 4J100 AR11 BA03 BA04 BA11 BA15                       BC08 CA01 CA03 CA04 CA05                       DA36 DA39 DA61 DA65 JA38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1b)の5−ノルボルネン
−2−アルカン−1,3−ジオン誘導体: 【化1】 〔式中、R1は、炭素数1〜12の線状、分枝状または
環状アルキル基であり;R2は水素原子、または炭素数
1〜6の線状、分枝状もしくは環状アルキル基であり;
3、R4およびR5は各々独立して水素原子、または炭
素数1〜6の線状もしくは分枝状アルキル基であり、R
1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすことがで
き;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜6のアルキ
ル基であって、互いに連結して環を形成でき;pは0〜
6の整数である。〕
1. A 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative represented by the following general formula (1b): [In the formula, R 1 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; R 2 is a hydrogen atom, or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. And
R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
1 and R 5 can be linked to each other to form a cyclic diketone; R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and can be linked to each other to form a ring; 0 to
It is an integer of 6. ]
【請求項2】 有機溶媒中で酸触媒の存在下、下記一般
式(1a)の5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3
−ジオン化合物を環状ケタールまたは環状アセタール化
合物とトランスケタール化させる段階を含む請求項1の
5−ノルボルネン−2−アルカン−1,3−ジオン誘導
体の製造方法。 【化2】 〔式中、R1は炭素数1〜12の線状、分枝状または環
状アルキル基であり;R2は水素原子、または炭素数1
〜6の線状、分枝状または環状アルキル基であり;
3、R4およびR5は各々独立して水素原子、または炭
素数1〜6の線状または分枝状アルキル基であって、R
1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすことがで
き;pは0〜6の整数である。〕
2. A 5-norbornene-2-alkane-1,3 of the following general formula (1a) in the presence of an acid catalyst in an organic solvent.
-The method for producing a 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative according to claim 1, comprising a step of transketalizing a dione compound with a cyclic ketal or a cyclic acetal compound. [Chemical 2] [In the formula, R 1 is a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 12 carbon atoms; R 2 is a hydrogen atom or 1 carbon atom;
~ 6 linear, branched or cyclic alkyl groups;
R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3
1 and R 5 can be linked together to form a cyclic diketone; p is an integer from 0-6. ]
【請求項3】 下記一般式(3)のフォトレジスト用ノ
ルボルネン系共重合体。 【化3】 〔式中、R1は炭素数1〜12の線状、分枝状または環
状アルキル基であり;R2は水素原子、または炭素数1
〜6の線状、分枝状または環状アルキル基であり;
3、R4およびR5は各々独立して水素原子、または炭
素数1〜6の線状または分枝状アルキル基であって、R
1とR5は互いに連結して環状ジケトンをなすことがで
き;R6およびR7は各々独立して炭素数1〜6のアルキ
ル基であって、互いに連結して環を形成することがで
き;pは0〜6の整数であり;R8およびR9は、各々独
立して水素原子、または炭素数1〜10の線状または分
枝状アルキル基、または−(CH2qC(O)OR10
−(CH2q−OR10、−(CH 2q−C(O)R10
−(CH2q−OC(O)R10、−(CH2q−OC
(O)OR10または−(CH2q−C(O)OCH2
10(ここで、R10は水素原子または炭素数1〜10の
線状、分枝状または環状アルキル基であり、qは0〜6
の整数である。)であって、該R8とR9は互いに連結さ
れて環を形成することができ;a、bおよびcは、各々
0.01≦a/a+b+c≦0.30、0≦b/a+b
+c≦0.50および0.20≦c/a+b+c≦0.
99を満足させる値であり;l、mおよびnは各々独立
して0または1である。〕
3. A photoresist coating of the following general formula (3):
Rubornene-based copolymer. [Chemical 3] [In the formula, R1Is a linear, branched or ring having 1 to 12 carbon atoms
A linear alkyl group; R2Is a hydrogen atom or 1 carbon atom
~ 6 linear, branched or cyclic alkyl groups;
R3, RFourAnd RFiveAre each independently a hydrogen atom or charcoal.
A linear or branched alkyl group having a prime number of 1 to 6, wherein R
1And RFiveCan be linked together to form a cyclic diketone.
Ki; R6And R7Are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Group, which can be linked together to form a ring.
P; is an integer of 0 to 6; R8And R9Are each German
Vertically, hydrogen atom, or linear or minute with 1 to 10 carbon atoms
A branched alkyl group, or-(CH2)qC (O) ORTen,
-(CH2)q-ORTen,-(CH 2)q-C (O) RTen,
-(CH2)q-OC (O) RTen,-(CH2)q-OC
(O) ORTenOr- (CH2)q-C (O) OCH2O
RTen(Where RTenIs a hydrogen atom or a C1-10
Is a linear, branched or cyclic alkyl group, and q is 0 to 6
Is an integer. ) And said R8And R9Are connected to each other
To form a ring; a, b and c are each
0.01 ≦ a / a + b + c ≦ 0.30, 0 ≦ b / a + b
+ C ≦ 0.50 and 0.20 ≦ c / a + b + c ≦ 0.
A value satisfying 99; l, m and n are independent of each other.
And is 0 or 1. ]
【請求項4】 該共重合体は、重量平均分子量が1,0
00〜300,000の高分子であることを特徴とする
請求項3記載の共重合体。
4. The copolymer has a weight average molecular weight of 1,0.
4. The copolymer according to claim 3, which is a polymer of 00 to 300,000.
【請求項5】 下記の段階を含む請求項3の共重合体の
製造方法: (a)重合触媒としてパラジウム(II)触媒を水もし
くは有機溶媒、または水および有機溶媒の混合溶媒に溶
解させる段階; (b)該触媒溶液に、下記一般式(1a)の5−ノルボ
ルネン−2−アルカン−1,3−ジオン化合物および下
記一般式(2)のノルボルネン誘導体に加えて、選択的
に下記一般式(1b)の5−ノルボルネン−2−アルカ
ン−1,3−ジオン誘導体を共単量体として添加し、不
活性気体雰囲気または減圧下で反応させる段階: 【化4】 【化5】 〔式(1a)および(1b)において、R1は炭素数1
〜12の線状、分枝状または環状アルキル基であり;R
2は水素原子、または炭素数1〜6の線状、分枝状また
は環状アルキル基であり;R3、R4およびR5は各々独
立して水素原子、または炭素数1〜6の線状または分枝
状アルキル基であって、R1とR5は互いに連結されて環
状ジケトンをなすことができ;R6およびR7は各々独立
して炭素数1〜6のアルキル基であって、互いに連結さ
れて環を形成することができ;pは0〜6の整数であ
る。〕 【化6】 〔式中、R8およびR9は各々独立して水素原子、または
炭素数1〜10の線状または分枝状アルキル基、または
−(CH2qC(O)OR10、−(CH2q−OR10
−(CH2q−C(O)R10、−(CH2q−OC
(O)R10、−(CH2q−OC(O)OR10または−
(CH2q−C(O)OCH2OR10(ここで、R10
水素原子または炭素数1〜10の線状、分枝状または環
状アルキル基であり、qは0〜6の整数である)であっ
て、該R8とR9は互いに連結されて環を形成することが
できる。〕
5. The method for producing a copolymer according to claim 3, which comprises the following steps: (a) dissolving a palladium (II) catalyst as a polymerization catalyst in water or an organic solvent, or a mixed solvent of water and an organic solvent. (B) In the catalyst solution, in addition to the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione compound of the following general formula (1a) and the norbornene derivative of the following general formula (2), the following general formula is selectively used. The step of adding the 5-norbornene-2-alkane-1,3-dione derivative of (1b) as a comonomer and reacting it in an inert gas atmosphere or under reduced pressure: [Chemical 5] [In the formulas (1a) and (1b), R 1 has 1 carbon atom.
~ 12 linear, branched or cyclic alkyl groups; R
2 is a hydrogen atom or a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; R 3 , R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a linear group having 1 to 6 carbon atoms. Or a branched alkyl group, wherein R 1 and R 5 can be linked to each other to form a cyclic diketone; R 6 and R 7 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, They can be linked together to form a ring; p is an integer from 0-6. ] [Chemical 6] [Wherein, R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or — (CH 2 ) q C (O) OR 10 , — (CH 2 ) q- OR 10 ,
- (CH 2) q -C ( O) R 10, - (CH 2) q -OC
(O) R 10, - ( CH 2) q -OC (O) OR 10 or -
(CH 2) at q -C (O) OCH 2 OR 10 ( wherein, R 10 is a hydrogen atom or a C 1-10 linear, branched or cyclic alkyl group, q is 0 to 6 integer And R 8 and R 9 can be joined together to form a ring. ]
【請求項6】 該パラジウム(II)触媒が下記一般式
(4a)、(4b)または(4c)で表されることを特
徴とする請求項5記載の方法。 【化7】 【化8】 【化9】 〔式(4a)ないし(4c)において、Xはハロゲン原
子または炭素数1〜10のアルキル基であり;R’は炭
素数3〜20のアリル化合物であり;R”はニトリル化
合物またはシクロジエン化合物であり;nは1または2
である。〕
6. The method according to claim 5, wherein the palladium (II) catalyst is represented by the following general formula (4a), (4b) or (4c). [Chemical 7] [Chemical 8] [Chemical 9] [In the formulas (4a) to (4c), X is a halogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; R'is an allyl compound having 3 to 20 carbon atoms; R "is a nitrile compound or a cyclodiene compound; Yes; n is 1 or 2
Is. ]
【請求項7】 (a)請求項3の該共重合体、(b)光
酸発生剤、および(c)該(a)および(b)成分を溶
解せしめ得る有機溶媒を含むフォトレジスト組成物。
7. A photoresist composition containing (a) the copolymer of claim 3, (b) a photoacid generator, and (c) an organic solvent capable of dissolving the components (a) and (b). .
【請求項8】 下記の段階を含むフォトレジストパター
ンの形成方法: (a)請求項7のフォトレジスト組成物を被食刻層上部
に塗布してフォトレジストフィルムを形成する段階; (b)該フォトレジストフィルムを高温基板上でプリベ
ーキングする段階; (c)該プリベーキングされたフォトレジストフィルム
上にマスクを載せておいた後、250nm以下の波長を
有する光源に露光させる段階; (d)該露光されたフォトレジストフィルムを高温基板
上でベーキングする段階;および (e)該ベーキングされたフォトレジストフィルムを現
像して所望するフォトレジストパターンを得る段階。
8. A method of forming a photoresist pattern, comprising the steps of: (a) applying the photoresist composition of claim 7 to the top of an etching layer to form a photoresist film; Pre-baking the photoresist film on a high temperature substrate; (c) placing a mask on the pre-baked photoresist film and then exposing it to a light source having a wavelength of 250 nm or less; (d) Baking the exposed photoresist film on a hot substrate; and (e) developing the baked photoresist film to obtain the desired photoresist pattern.
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